In dreißig Jahren werden wir uns vielleicht an Baumwolle so erinnern wie heute an Asbest: Sie funktionierte, aber die versteckten Kosten waren nicht tragbar. Die erschöpfte Hefe aus der Gärung (Bier, Wein, Drogen) könnten die Antwort sein. Die Studie der Penn State University gerade gepostet Proceedings of the National Academy of Sciences dokumentiert die erste Pilotproduktion im industriellen Maßstab: 450 Kilo Naturfasern In Deutschland kostet es weniger als 6 Dollar pro Kilo, bietet eine bessere Leistung als Wolle und hat nahezu keine Umweltbelastung.
Professor Melik Demirel Vergleichen Sie diesen Wandel mit der Domestizierung der Schafe vor 11.000 Jahren. Nur dieses Mal zähmen wir die Hefe. Und lasst uns Millionen Hektar Land freigeben, auf denen heute Baumwolle produziert wird, während 733 Millionen Menschen unter Ernährungsunsicherheit leiden.
Hefe, die zu Ballaststoffen wird
Die bei der Alkohol- und Arzneimittelproduktion anfallende Hefebiomasse besteht aus Proteinen, Lipiden und Zuckern. Normalerweise landet sie im Müll: Demirel und sein Team haben sie mithilfe eines bereits vor Jahren entwickelten Verfahrens in Naturfasern umgewandelt. Wie funktioniert das? Sie extrahieren die Proteine als Aggregate (die den natürlich vorkommenden Amyloidstrukturen nachempfunden sind), lösen sie in einer Lösung auf und pressen sie durch eine sogenannte Spinndüse, die Endlosfasern erzeugt. Die Fasern werden gewaschen, getrocknet und zu Textilgarn versponnen.
Der Schlüssel liegt im Lösungsmittel, mit dem die Proteine aufgelöst werden: Es ist dasselbe, das auch zur Herstellung von Lyocell, der aus Holzzellulose gewonnenen Faser, verwendet wird. Es ist zu 99,6 % rückgewinnbar. Das bedeutet, dass bei dem Verfahren keine chemischen Abfälle entstehen und es beliebig oft wiederholt werden kann, ohne dass Abfall entsteht.
Naturfasern – die Zahlen, die zählen
Das Team produzierte in einer deutschen Fabrik über 450 Kilogramm Fasern in einem ununterbrochenen Produktionsprozess von mehr als 100 Stunden. Die gesammelten Daten dienten als Grundlage für eine Lebenszyklusanalyse, in der Kosten, Wasserverbrauch, Produktionsmenge und Treibhausgasemissionen in jeder Phase berechnet wurden. Die Ergebnisse stellen die gesamte Idee der Nachhaltigkeit von Textilien auf den Kopf.
Die kommerzielle Produktion dieser Faser könnte mit Wolle und anderen Fasern konkurrieren. Naturfasern Im industriellen Maßstab, aber mit deutlich weniger Ressourcen. Die geschätzten Kosten liegen bei 6 US-Dollar oder weniger pro Kilogramm (etwa 2,2 Pfund), verglichen mit 10–12 US-Dollar für Wolle. Es wird weniger Wasser und Land benötigt, selbst wenn man die Fläche berücksichtigt, die für den Anbau des Getreides benötigt wird, das in den Fermentationsprozessen zur Hefegewinnung verwendet wird. Und die Treibhausgasemissionen? Nahezu null.
Wie Demirel erklärt:
„So wie Jäger und Sammler vor 11.000 Jahren Schafe zur Wollgewinnung domestizierten, domestizieren wir Hefe für eine Faser, die den Fokus der Landwirtschaft hin zu Nahrungspflanzen verlagern könnte. Wir haben gezeigt, dass dieses Material wirtschaftlich, mit weniger Wasser und Land, hergestellt werden kann und dabei bessere Ergebnisse liefert als jede andere natürliche oder verarbeitete Faser – und das bei nahezu vollständiger Emissionsfreiheit. Die eingesparten Ressourcen könnten anderweitig eingesetzt werden, beispielsweise für die Umwandlung von Land in Ackerland zur Nahrungsmittelproduktion.“
Land, das der Nahrung entzogen wurde
Baumwolle beansprucht weltweit etwa 35 Millionen Hektar Ackerland. Fast 40 % dieser Fläche liegen in Indien., ein Land, das in als „ernst“ eingestuft wird Welthunger-IndexFür die Herstellung eines T-Shirts und einer Jeans werden bis zu 2.642 Liter Wasser benötigt. Rohbaumwolle ist zwar billig, aber Die Auswirkungen auf die Umwelt sind verheerend..
Demirel stellt eine einfache Frage: Was würde geschehen, wenn Land, Wasser, Ressourcen und Energie für den Anbau von Nahrungsmitteln anstatt von Fasern verwendet würden? Die Analyse zeigt, dass biobasierte Naturfasern weniger Land, Wasser und andere Ressourcen benötigen. Die Rodung auch nur eines Teils dieser 35 Millionen Hektar könnte erhebliche Auswirkungen auf die globale Nahrungsmittelproduktion haben.
Schnelle Mode, langsame Folgen
Die derzeitigen Produktionsmethoden verbrauchen nicht nur erhebliche Ressourcen, sondern erzeugen auch enorme Abfallmengen. In den USA landen mehr als 66 % der jährlich produzierten Kleidung auf Mülldeponien.
Natürliche Hefefasern sind biologisch abbaubar: Sie zersetzen sich, ohne Rückstände zu hinterlassen. Mikroplastik und auch keine giftigen Rückstände. Im Gegensatz zu Polyester, dessen Abbau bis zu 200 Jahre dauern kann.
Die Biofabrikation ermöglicht die Herstellung nachhaltiger, leistungsstarker Fasern, die nicht mit Nahrungspflanzen um Land, Wasser oder Nährstoffe konkurrieren. Wie Demirel betont:
„Die Verwendung von biohergestellten Proteinfasern wäre ein bedeutender Fortschritt hin zu einer Zukunft, in der der Bedarf an Ballaststoffen gedeckt wird, ohne die Fähigkeit des Planeten zu gefährden, seine wachsende Bevölkerung zu ernähren.“
Naturfasern – vom Pilotprojekt bis zum Markt
In Demirels Labor an der Penn State University wurde nachgewiesen, dass die Faser hergestellt werden kann. In der Pilotproduktion in Deutschland, zusammen mit Tandem-Repeat-Technologien (das von Demirel gegründete Spin-off) und zu Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-ForschungSie haben bewiesen, dass es auf dem globalen Fasermarkt konkurrenzfähig ist. Der nächste Schritt? Die Massenproduktion.
Die eingesparten Ressourcen könnten den Unterschied zwischen Kleidung und Nahrung ausmachen. Oder vielleicht zum ersten Mal beides, ohne sich entscheiden zu müssen.
